Caracterización de un árido granítico para fabricación de hormigón

Texto completo

(1). ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS Y ENERGÍA. PROYECTO FIN DE CARRERA. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA Y COMBUSTIBLES. CARACTERIZACIÓN DE UN ÁRIDO GRANÍTICO PARA FABRICACIÓN DE HORMIGÓN. CRISTINA MÁRQUEZ ORTIZ. SEPTIEMBRE DE 2012.

(2) . Titulación: INGENIERO DE MINAS. Plan: 1996. Autorizo la presentación del proyecto. Caracterización de un árido granítico para fabricación de hormigón Realizado por Cristina Márquez Ortiz Dirigido por Mª Carmen Clemente Jul y Esperanza Menéndez Méndez Instituto de Ciencas de la Construcción “Eduardo Torroja” CSIC. Firmado: Prof. Mª Carmen Clemente Jul Fecha: 20 Septiembre de 2012.

(3) . ÍNDICE ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ ͑ͳǣ ͳ. ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͹. ʹ. ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺ ʹǤͳ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͺ. ͵. VǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͻ ͵Ǥͳ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͲ ͵Ǥʹ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳʹ. ͵ǤʹǤͳ ± ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳʹ ͵ǤʹǤʹ À Ǧ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͷ ͵ǤʹǤ͵ À ǦÀ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳ͸ ͵Ǥ͵ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͺ ͵Ǥ͵Ǥͳ ×Ǧ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͳͻ ͵ǤͶ A A ǦA ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͷ. Ͷ. A ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͺ ͶǤͳ A l ǦͲͺǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͺ ͶǤͳǤͳ ± ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤʹͺ ͶǤͳǤʹ À Ǧ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵Ͳ ͶǤͳǤ͵ À ǦÀ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵ʹ ͶǤʹ A ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵ͷ ͶǤʹǤͳ ͶǤʹǤʹ ͶǤʹǤ͵ ͶǤʹǤͶ. ×ÀǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵ͷ × ǦÀ Ǧ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵͹ × ±À ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͵ͻ ±ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶͲ ͶǤ͵ A A ǦA ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶͶ ͶǤ͵Ǥͳ ͶǤ͵Ǥʹ ͶǤ͵Ǥ͵ ͶǤ͵ǤͶ ͶǤ͵Ǥͷ. ×À ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶͶ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶ͸ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͶ͹ ×ÓǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷͲ × ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷʹ.

(4) ͷ. ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤͷ͸. ͸ ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͸Ͳ ͑ʹǣ V ͳ. ǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤǤ͸ͷ. ͑͵ǣ ǣ VǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǤǤǤǤ͸ʹ ǣ ǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǤǤǤǥǥǥǥǥǥǥǥ͹ͷ ǣ ǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥǥͺʹ.

(5) . ÍNDICE DE FIGURAS. Figura 1: Reactividad álcali-sílice y álcali-carbonato ........................................................................................... 24 Figura 2: Evolución de la expansión observada a 28 días ..................................................................................... 39 Figura 3: Relación SiO2/Na2O frente al tiempo .................................................................................................... 40 Figura 4: Evolución de la expansión observada a 180 días ................................................................................... 42 Figura 5: Evolución de la expansión observada a 650 días ................................................................................... 43 Figura 6: Espectro de DRX ................................................................................................................................... 47 Figura 7: Presencia de albita y cuarzo y apatito como mineral accesorio ............................................................. 48 Figura 8: Presencia de apatitos como minerales accesorios .................................................................................. 49 Figura 9: Presencia de cuarzo y plagioclasas, micas biotíticas y moscovíticas..................................................... 49 Figura 10: Distribución de tamaño de poro ........................................................................................................... 51 Figura 11: Evolución de la concentración de los compuestos solubles ................................................................. 53.

(6) . ÍNDICE DE TABLAS. Tabla 1. Listado de las principales rocas y minerales constitutivos reactivos con los álcalis ............................... 22 Tabla 2. Fracciones granulométricas y anchuras de ranura ................................................................................... 29 Tabla 3. Granulometría del árido .......................................................................................................................... 37 Tabla 4. Dosificación utilizada ............................................................................................................................. 38 Tabla 5. Calificación de los áridos según ASTM C 1260 ..................................................................................... 38 Tabla 6. Granulometría del árido .......................................................................................................................... 41 Tabla 7. Dosificación utilizada ............................................................................................................................. 41 Tabla 8. Límite para considerar el árido como potencialmente reactivo ............................................................... 41 Tabla 9. Análisis de FRX de las muestras ............................................................................................................. 45 Tabla 10. Compuestos cristalinos identificados en las muestras ........................................................................... 46 Tabla 11. Composición promedio de las muestras observadas ............................................................................. 50 Tabla 12. Características de porosidad por intrusión de mercurio ........................................................................ 51 Tabla 13. Valores de pH y conductividad ............................................................................................................. 53 Tabla 14. Na2Oeq lixiviado y Kg de Na2Oeq incorporados el hormigón ................................................................ 54 Tabla 15. Resumen de costes ................................................................................................................................ 65.

(7) . Resumen En el presente proyecto se ha realizado la caracterización de un árido de origen granítico con el objeto de comprobar si cumple los requisitos requeridos para su uso en la fabricación de hormigones. Dichos requisitos se analizarán mediante la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 que establece las exigencias que deben cumplir las estructuras de hormigón para satisfacer los requisitos de seguridad estructural así como el Marcado CE que indica la conformidad del producto con los requisitos esenciales de la directiva de productos de construcción. Además de dicha caracterización, se analiza con especial interés aspectos relacionados con la durabilidad así como otros complementarios mediante diferentes técnicas de caracterización físico-química y microestructural.. Abstract In the present project has been the characterization of an aggregate of granitic origin in order to determine whether it meets the necessary requirements for use in the manufacture of concrete. These requirements will be analyzed using the Structural Concrete EHE-08 which establishes the requirements to be met by concrete structures to meet the requirements of structural safety and CE Marking indicates that the product complies with the essential requirements of the directive construction products. In addition to this characterization, special interest is discussed aspects of durability and other complementary techniques with different physical-chemical, physico-mechanical and microstructural..

(8) . CARACTERIZACIÓN DE UN ÁRIDO GRANÍTICO PARA FABRICACIÓN DE HORMIGÓN. DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA.

(9) 7 . 1. OBJETIVO Y ALCANCE. El objeto del presente proyecto es el estudio de la viabilidad de un árido granítico, procedente de la zona noroeste de España, cuando es considerado como materia prima para la fabricación del hormigón. Para ello se realizará la caracterización químico-física y microestructural, utilizando como herramienta diferentes ensayos que determinarán su idoneidad de uso. Con este fin se analizarán determinadas características asociadas con la durabilidad del hormigón fabricado que pueden influir en el comportamiento de los áridos que son considerados parte fundamental del hormigón. Con todo ello, se llevará a cabo el estudio de la viabilidad técnica de la explotación de este material, teniendo en cuenta los requisitos establecidos en la Instrucción de Hormigón Estructural EHE y el marcado CE. El proyecto se completa con un estudio económico en el que se recogen los costes derivados de la ejecución de este proyecto..

(10) 8 . 2 2.1. ANTECEDENTES ASPECTOS GENERALES. Existen muchas definiciones sobre el concepto de árido; unas breves y concisas que manejan conceptos sencillos y otras que definen de forma más detallada su origen y aplicaciones. La Asociación Nacional de Empresarios y Fabricantes de Áridos (ANEFA) define a los áridos como “materiales granulares inertes formados por fragmentos de roca o arenas utilizados en la construcción (edificación e infraestructuras) y en numerosas aplicaciones industriales”. En contraste, el Instituto Geológico Minero de España (IGME), en la publicación Panorama Minero [1], define los áridos como "una serie de rocas que, tras un proceso de tratamiento industrial (simple clasificación por tamaños en el caso de los áridos naturales, o trituración, molienda y clasificación en el caso de los áridos de machaqueo), se emplean en la industria de la construcción en múltiples aplicaciones, que van desde la elaboración, junto con un material ligante, de hormigones, morteros y aglomerados asfálticos, hasta la construcción de bases y subbases para carreteras, balasto y subbalasto para las vías de ferrocarril, o escolleras para la defensa y construcción de puertos marítimos. En función del tipo del origen de la roca, los áridos se pueden clasificar en áridos naturales, reciclados y artificales. Sus aplicaciones van desde el sector de la industria, formando parte de la fabricación del cemento o como material abrasivo, hasta el sector de la construcción con múltiples aplicaciones como balasto para la construcción de vías férreas o fabricación de hormigón estructural..

(11) 9 En el Anexo A se realiza un análisis del sector de los áridos desde el marco de la construcción, la importancia de los mismos asi como datos actuales de la producción minera en España de los productos de cantera.. 3. LOS ÁRIDOS COMO COMPONENTE DEL HORMIGÓN. Según el artículo 31º de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 [2], un hormigón es “la mezcla de cemento, agua, áridos, aditivos y adicciones. La composición elegida de las mezclas destinadas a la construcción de estructuras o elementos estructurales deberá estudiarse previamente, con el fin de asegurarse de que es capaz de proporcionar características mecánicas, reológicas y de durabilidad que satisfagan las exigencias del proyecto”. El hormigón, como material de construcción, presenta indiscutibles ventajas. Se trata de un material noble, compuesto por otros materiales económicos, fácilmente moldeable y que presenta unas buenas propiedades mecánicas con respecto a otros materiales utilizados en la construcción. En su constante desarrollo, ha ido evolucionando debido a los avances tecnológicos y sobre todo a la mejora de los materiales que lo constituyen. De entre ellos, los áridos han ayudado a dicha evolución, ya que conocer la reacción superficial que se produce entre éstos y la pasta de cemento ha dado lugar a una mejora importante de la adherencia entre estos materiales. Los áridos tienen un papel muy importante en las características del hormigón. No forman parte en el fraguado y el endurecimiento del hormigón, y su requisito esencial es que permanezca estable dentro del hormigón sin modificar sus características, para lo cual no deben reaccionar con el cemento. Aproximadamente el 80% del volumen del hormigón está.

(12) 10 ocupado por áridos siendo el resto la pasta de cemento que rellena los huecos existentes entre ellos, creando una capa que envuelve a los gránulos y los mantiene unidos. Según Villarino, A. [3] los áridos cumplen en el hormigón tres funciones fundamentales: -. Disminuir las retracciones propias de la pasta de cemento. La disminución de volumen que sufre el hormigón en las primeras edades de endurecimiento puede provocar grietas y fisuras que faciliten un debilitamiento mecánico del hormigón. Los áridos que intervienen en el hormigón evitan o disminuyen esta fisuración. -. Abaratar el costo del producto por unidad de volumen al ser un material barato, en comparación con el cemento. -. Ejercer una influencia muy positiva en las resistencias mecánicas, fluencia, abrasión y en la durabilidad del hormigón. Según la Instrucción Española de Hormigón EHE-08 los áridos que pueden emplearse para la fabricación del hormigón son los áridos gruesos (denominados gravas) y finos (denominados arenas), según la norma UNE- EN 12620:2002+A1:2008 [4], rodados o de machaqueo y, en general, cualquier tipo de árido cuya evidencia de buen comportamiento haya sido sancionado por la práctica y se justifique debidamente.. 3.1. NORMATIVA. El 1 de junio de 2004 entró en vigor el Marcado CE para los áridos siendo un requisito indispensable para que un producto pueda venderse en su país de fabricación y dentro de la Unión Europea. Este marcado indica la conformidad del producto con los requisitos esenciales de la directiva de productos de construcción que le afectan y con las especificaciones técnicas. El marco.

(13) 11 legal correspondiente al Marcado CE, en el caso de los áridos, viene limitado por la Directiva 89/106/CE sobre productos de la Construcción, que tiene por objetivo la libre circulación de productos de la construcción en el marcado de la Unión Europea. Los áridos que deben tener Marcado CE son los definidos en el campo de aplicación de las siete normas europeas armonizadas y que cubre prácticamente la totalidad de las aplicaciones de los áridos. La Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos dispone de una “Guía de Marcado CE de los áridos” [5] como recurso de información para productores y consumidores de áridos en la que se pueda encontrar dichas normas armonizadas. En el caso de los áridos para hormigón la certificación obligatoria se realiza de acuerdo con la norma armonizada UNE- EN 12620:2002+A1:2008 “Áridos para hormigón”. Por otro lado, la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08, constituye el marco reglamentario por el que se establecen las exigencias que deben cumplir las estructuras de hormigón para satisfacer los requisitos de seguridad estructural y seguridad en caso de incendio, además de la protección del medio ambiente, proporcionando procedimientos que permiten demostrar su cumplimiento con suficientes garantías técnicas. Esta Instrucción exige que los áridos satisfagan un conjunto de especificaciones técnicas en cuya elaboración se ha tenido en cuenta el contenido de la norma armonizada europea UNEEN 12620:2002+A1:2008 “Áridos para hormigón”. En la EHE-08 se hace referencia a los áridos en varios artículos, siendo el artículo 28 el principal, en el que se detallan las características que deben cumplir los áridos a emplear en el hormigón. En ella se recogen características geométricas como la forma, el tamaño y la granulometría de los áridos, así como requisitos mecánicos y químicos necesarios para su uso..

(14) 12 3.2. PROPIEDADES DE LOS ÁRIDOS. Las propiedades de los áridos tienen una gran influencia en el hormigón. Existen propiedades como el tamaño y la forma de la partícula, así como el contenido en finos y arcillas que pueden influir directamente en el agua de amasado. Otras propiedades como la resistencia, la densidad o la absorción de agua influyen notablemente en la durabilidad de hormigón [6]. Dichas propiedades, que en ocasiones no son tenidas en cuenta, se encuentran limitadas por unas especificaciones del hormigón. Los áridos para hormigón presentan las siguientes propiedades, que se dividen en: a) Propiedades geométricas b) Propiedades físico-mecánicas c) Propiedades químicas A continuación se hará una breve descripción de las propiedades o requisitos que exigen tanto la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 así como el marcado CE para la utilización de los áridos como materia prima del hormigón.. 3.2.1 •. PROPIEDADES GEOMÉTRICAS. Forma. La forma del árido es un factor determinante en las propiedades del hormigón y depende de muchos factores, entre ellos el origen de la roca de procedencia o la maquinaria de extracción. Esta propiedad viene determinada mediante el índice de lajas de conformidad con la norma UNE-EN 933-3 [7]. Para la realización del ensayo es necesario dividir la muestra en.

(15) 13 fracciones granulométricas mediante el uso de tamices. Posteriormente se criba mediante tamices de barras con diferentes anchuras de ranuras. Según la EHE-08 el índice de lajas de los áridos debe ser inferior a 35. Sin embargo la norma armonizada UNE- EN 12620:2002+A1:2008 del marcado CE exige para el índice de lajas que su valor sea inferior a 50 según cada aplicación o uso final del árido. •. Tamaño y granulometría. El tamaño y la granulometría de los áridos tienen una gran importancia en el hormigón ya que influyen directamente en la dosificación del cemento y del agua y consecuentemente en la mezcla. Del mismo modo influyen en las propiedades del hormigón tanto fresco como endurecido. Por todo ello el árido debe tener un tamaño y una buena granulometría, dentro de los límites que marcan las diferentes normativas. El tamaño máximo D de un árido grueso o fino viene determinado por la norma UNE-EN 933-2:1996 [8]. El análisis granulométrico consiste en separar las diferentes partículas de árido mediante tamices hallando de esta forma la distribución de tamaños de partículas que se representara en una curva granulométrica. La granulometría se determinará conforme a la norma UNE-EN 933-1:1998 [9] y debe cumplir los requisitos correspondientes a su tamaño de árido d/D, donde d es el tamaño mínimo de árido y D el tamaño máximo de árido. Además la granulometría de los áridos debe cumplir, según el marcado CE, los requisitos del apartado 4.3 de la norma EN 12620:2002+A1:2008 “Áridos para hormigón”. La EHE-08 establece unas condiciones granulométricas del árido fino total con unos valores máximos en el contenido de finos en los áridos, que pasan por el tamiz 0,063 UNE-EN 933-1..

(16) 14 La cantidad de finos expresada en porcentaje del peso de la muestra de árido grueso total o de árido fino total, no excederá 1,5% en el primer caso y 6%, 10% y 16% en el segundo caso en función del tipo de árido del que se trate. Sin embargo, el marcado CE es más flexible con los porcentajes máximos. Dichos valores se recogen en la Tabla 11 de la norma armonizada EN 12620:2002+A1:2008. En lo referente a la calidad de los finos de los áridos, la Instrucción establece que no se utilizarán áridos finos cuyo equivalente de arena, determinado sobre la fracción 0/4, sea inferior a 70 ó 75 en función de clases de exposición a la que se encuentren sometidas las obras. El equivalente de arena (SE4) se determina en conformidad con el Anexo A de la norma UNE-EN 933-8:2012 [10]. En el caso de que el origen del árido sea el machaqueo de roca caliza o dolomía, la EHE-08 establece también unos límites en función del valor del azul de metileno. El azul de metileno viene determinado según la norma UNE-EN 933-9:1999 [11]. Por su parte, el marcado CE establece que la nocividad de los finos de los áridos finos debe evaluarse de conformidad con el Anexo D de la norma armonizada EN 12620:2002+A1:2008 “Áridos para hormigón”. •. Contenido en conchas de los áridos gruesos. Dentro de los requisitos geométricos de los áridos para hormigón, el marcado CE exige un contenido máximo en conchas de los áridos gruesos del 10% y viene determinado de conformidad con la norma UNE-EN 933-7:1999 [12]..

(17) 15 3.2.2 •. PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS. Resistencia a la fragmentación del árido grueso. La resistencia a la fragmentación se determina mediante el coeficiente de los Ángeles. Este coeficiente nos proporciona datos orientativos relacionados con la resistencia, ya que si dicho coeficiente aumenta, aumenta la deformación bajo carga del hormigón, y por consiguiente se corre el riesgo de que disminuya su resistencia. Viene determinada con arreglo al método de ensayo que figura en la norma UNE-EN 10972:2010 [13]. Según la EHE-08, la resistencia a la fragmentación debe ser menor o igual a 40. Podrán utilizarse áridos gruesos con una resistencia a la fragmentación entre 40 y 50 para la fabricación de hormigón en masa o armado con una resistencia no superior a 30 N/mm2. El marcado CE hace referencia a dicho ensayo y lo plantea como método de referencia para la determinación de la resistencia a la fragmentación. Este marcado exige un valor máximo del coeficiente de los Ángeles menor o igual a 50 según cada aplicación o uso final del árido. •. Absorción de agua. La absorción es una medida indirecta de la permeabilidad del árido, que se encuentra relacionada con otras propiedades físicas como la resistencia mecánica ya que generalmente si el árido presenta una baja absorción de agua proporcionará una mayor resistencia mecánica. Viene determinada con arreglo al método de ensayo indicado en la norma UNE-EN 10976:2001 [14]..

(18) 16 La absorción de agua para los áridos para hormigón según la Instrucción EHE-08 y el marcado CE debe ser menor del 5%. •. Resistencia hielo-deshielo. Existen áridos que son susceptibles a las heladas, por lo que es necesario en ocasiones evaluar la resistencia del árido frente a posibles alteraciones como la formación de fisuras o la pérdida de masa. Se determina de conformidad con la norma EN 1367-1:2008 [15]. El marcado CE y la EHE- 08 recogen esta característica como requisito físico que debe cumplir el árido para su uso como componente del hormigón, estableciendo un valor máximo de 4% de pérdida de masa para la resistencia a los ciclos de hielo y deshielo. •. Estabilidad de volumen. En los casos en los que las características del árido produzcan el agrietamiento con fractura de retracción del hormigón, debe ensayarse la retracción por secado mediante la norma EN 13674:2009 [16]. El marcado CE establece la retracción por secado como requisito físico exigible a los áridos para hormigón, cuyo valor no debe ser mayor del 0,075%.. 3.2.3 •. PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS. Presencia de Cloruros. El contenido en cloruros de los áridos se limita con el objetivo de reducir el riesgo de corrosión de armaduras, siendo la limitación más estricta en los casos de hormigón pretensado, no así en el hormigón en masa..

(19) 17 Dicho contenido se determina mediante el método indicado en el capítulo 7 de la norma UNE-EN 1744-1:2010 [17]. La Instrucción EHE-08 exige un contenido máximo en cloruros en el caso del hormigón armado u hormigón en masa con armaduras del 0,05% mientras que para el hormigón pretensado no podrá exceder del 0,03%. •. Presencia de sulfatos solubles. La presencia de sulfatos en los áridos, si se encuentran en grandes cantidades pueden causar problemas en el hormigón endurecido como una posible fisuración. Los sulfatos solubles, como el magnesio y el sodio, son los sulfatos más agresivos para el hormigón por lo que se debe prestar una especial atención. El contenido en sulfatos solubles, expresados en SO3, se determina en conformidad con el apartado 12 de la norma UNE-EN 1744-1. Los límites establecidos por la Instrucción EHE-08 indican un valor máximo de 0,8% en masa de árido. •. Compuestos totales en azufre. La presencia de compuestos totales de azufre afecta de forma directa a la durabilidad del hormigón ya que en cantidades mayores a las marcadas por la normativa pueden revelar una inestabilidad del árido. El contenido de compuestos totales de azufre se determina en conformidad con el apartado 11 de la norma UNE-EN 1744-1. Según la EHE-08 no podrá exceder del 1% en masa del peso total de la muestra..

(20) 18 •. Materia orgánica. En el caso de detectarse la presencia de materia orgánica, según la EHE-08 y de acuerdo con el apartado 15.1 de la UNE-EN 1744-1, se determinará su efecto sobre el tiempo de fraguado y la resistencia a compresión, de conformidad con el apartado 15.3 de la norma UNE-EN 1744-1. El mortero preparado deberá cumplir los requisitos del apartado 28.7.4 de la Instrucción.. 3.3. DURABILIDAD. Según la Instrucción española de Hormigón Estructural EHE-08 la durabilidad del hormigón es “la capacidad de comportarse satisfactoriamente frente a las acciones físicas o químicas agresivas y proteger adecuadamente las armaduras y demás elementos metálicos embebidos en el hormigón durante la vida de servicio de la estructura”. Uno de los factores de los que depende la durabilidad es el tipo de ambiente o las condiciones a las que debe estar expuesto el hormigón. Para conseguir una durabilidad adecuada, la EHE08 proporciona unas pautas a seguir para identificar el tipo de ambiente que defina la agresividad a la que está sometido cada elemento estructural. El tipo de ambiente al que está sometido un elemento estructural viene definido por el conjunto de condiciones físicas y químicas a las que se encuentra expuesto, llegando a provocar la degradación del hormigón. La Instrucción define al tipo de ambiente mediante la combinación de las clases generales de exposición frente a la corrosión de las armaduras y las clases específicas de exposición relativas otros procesos, como las agresiones químicas, heladas o la erosión. Dichas clases de exposición se recogen en las tablas 8.2.2 y 8.2.3a de la EHE-08 respectivamente..

(21) 19 Otros factores de los que depende la durabilidad son el diseño de la estructura o los materiales componentes del hormigón. En este último factor es donde entran en juego los áridos ya que la naturaleza de los mismos debe garantizar la adecuada resistencia y durabilidad del hormigón. Según Soriano Carrillo J. [18] en la revista “Obras Públicas” hasta mediados de los años cincuenta estaban admitidas, por la mayoría de los autores, las hipótesis de Feret (1937) en las que se afirmaba que la naturaleza mineralógica de los áridos no tenía ninguna influencia en el comportamiento del hormigón endurecido. Tras él, en 1956, Farran demuestra que: “…el primer factor que hay que considerar en el estudio de la rotura del hormigón bajo la acción de fuerzas exteriores es, sin duda, la naturaleza mineralógica de los áridos empleados en la fabricación del mismo”. En la publicación “The Geological Society” [7] se afirma que la durabilidad es un requisito imprescindible para la mayoría de los áridos. Algunos de los áridos que se deterioran tras el paso del tiempo, proporcionaban valores favorables tras someterse a ensayos normalizados. Por ello hay que tener en cuenta diversos aspectos de la durabilidad relacionados con los deterioros físico-mecánicos y físico-químicos.. 3.3.1. REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI. Uno de los posibles deterioros del hormigón que afectan directamente a la durabilidad es la reacción árido-álcali, que se produce al reaccionar algunos áridos que contienen sílice amorfa tales como los ópalos o, cristalizada parcialmente como las calcedonias, con los álcalis del cemento. Los principales efectos de la reactividad álcali-árido son que el hormigón afectado sufre expansión, pudiendo amenazar la integridad de las estructuras, y cuarteo..

(22) 20 La reacción árido-álcali es objeto de estudio en numerosos países como en Estados Unidos, Canadá, Australia o Nueva Zelanda ya que se presenta en abundantes estructuras. En España, la incidencia de los áridos reactivos es relativamente baja. Hasta hace relativamente pocos años, alrededor de la década de los 90, los áridos han sido identificados como potencialmente no reactivos, debido a la prácticamente inexistente aparición de la reacción árido-álcali. Sin embargo van apareciendo cada vez más casos relacionados con estas reacciones expansivas que son objeto de numerosos estudios [19]. En general, España presenta una rica litología por todo el territorio nacional, destacando los áridos de origen calizo, con un 50% de la producción nacional de productos de cantera, seguido de arena y grava, granito y dolomía con producciones entorno al 22%, 5% y 4% respectivamente. La reacción árido-álcali está influenciada por el contenido de álcalis del cemento, considerando un cemento de bajo contenido en álcalis los que contienen un 0,6% de Na2Oeq. Pero no solo hay que considerar los álcalis procedentes del cemento ya que los áridos también pueden aportar álcalis a la fase intersticial del hormigón que favorezcan el desarrollo de la reacción. La naturaleza del árido, influirá de forma directa en el contenido de álcalis ya que áridos con altos contenidos de los iones Na y K pueden aportar un mayor contenido de álcalis al hormigón. Esto ha sido objeto de estudio en numerosas investigaciones [20 y 21].. 3.3.1.1 REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI SEGÚN LA EHE-08 Según la Instrucción Española EHE-08 los áridos para hormigón no deben presentar reactividad potencial con los compuestos alcalinos del hormigón, ya procedan del cemento o de otros componentes..

(23) 21 Entre las rocas que pueden presentar la reactividad árido-álcali se encuentran los granitos. En España, éstos suelen presentar cuarzo con extinción ondulante, con la red deformada y susceptible de ser reactivo, según la EHE-08. Ésta incluye la tabla 28.7.6 en la que se recoge las principales rocas que pueden presentar reactividad álcali-árido junto con los minerales sensibles a dicha reactividad en un medio alcalino. Dicha tabla se recoge en la tabla 1. La Instrucción EHE-08 establece un criterio de evaluación para la reacción árido-álcali. Para su comprobación la Instrucción indica que se debe realizar un estudio petrográfico mediante un microscopio óptico de polarización. De este estudio se obtendrá información acerca del tipo de reactividad en función del tipo de componente reactivo del árido que pueda presentar, ya sea álcali-sílice (o álcali-silicato) cuando los áridos contengan sílice amorfa, microcristalina, poco cristalizada o con extinción ondulante, o álcali-carbonato en el caso de que los áridos contengan dolomita. En función del tipo de reactividad se realizará un tipo de ensayo. Si se deduce que el árido puede presentar reactividad álcali-sílice se debe realizar el ensayo descrito en la norma UNE 146508 EX:1999 [22], basado en la norma ASTM C 1260:2007 [23]. En el caso de que se deduzca que el árido puede presentar álcali-carbonato se debe realizar el ensayo descrito en la norma UNE 146507-2 EX:1999 [24]. En los casos en los que tras realizar alguno de los ensayos mencionados anteriormente se deduzca que el árido es potencialmente reactivo solo podrá utilizarse si tras el ensayo incluido en la norma UNE 146509 EX:1999 [25] la expansión resultante es menor o igual al 0,04%. En el resto de los casos debe consultarse el apartado relacionado con la durabilidad del hormigón 37.8 de la EHE-08 “Durabilidad del hormigón”..

(24) 22 Tabla 1. Listado de las principales rocas y minerales constitutivos reactivos con los álcalis. Fuente:Tabla 28.7.6 de la EHE-08. ůĂƐŝĨŝĐĂĐŝſŶƐĞŐƷŶ ZŽĐĂ. DŝŶĞƌĂůĞƐƐĞŶƐŝďůĞƐĞŶŵĞĚŝŽĂůĐĂůŝŶŽ. ƚŝƉŽĚĞƌŽĐĂ 'ƌĂŶŝƚŽƐ. ƵĂƌǌŽĐŽŶƌĞĚĚĞĨŽƌŵĂĚĂĐŽŶĞǆƚŝŶĐŝſŶŽŶĚƵůĂŶƚĞ DŝŶĞƌĂůĞƐĨĞůĚĞƐƉĄƚŝĐŽƐĂůƚĞƌĂĚŽƐ͕ƵŶŝŽŶĞƐĚĞ. 'ƌĂŶŽĚŝŽƌŝƚĂƐ. ƉĂƌƚşĐƵůĂƐĂďŝĞƌƚĂƐ. ŶĚĞƐŝƚĂ ĂĐŝƚĂ. WƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞǀŝĚƌŝŽƐƐŝůşĐĞŽƐďĂƐĄůƚŝĐŽƐŵĂƐŽŵĞŶŽƐ. ZŽĐĂƐ. ZŝŽůŝƚĂ. ĚĞƐǀŝƚƌŝĨŝĐĂĚŽƐ͕ƉƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞƚƌŝĚŝŵŝƚĂ͕ĐƌŝƐƚŽďĂůŝƚĂǇ. şŐŶĞĂƐ. dƌĂĐŽĂŶĚĞƐŝƚĂ. ſƉĂůŽƐ. ĂƐĂůƚŽ KďƐŝĚŝĂŶĂ dŽďĂ. sŝĚƌŝŽƐƌŝĐŽƐĞŶƐşůŝĐĞŵĄƐŽŵĞŶŽƐĚĞƐǀŝƚƌŝĨŝĐĂĚŽƐǇ. ǀŽůĐĄŶŝĐĂ. ĨƌĞĐƵĞŶƚĞŵĞŶƚĞĨŝŐƵƌĂĚŽƐ. ZĞƚŝŶŝƚĂ. ZŽĐĂƐ. 'ŶĞŝƐ. ƵĂƌǌŽĐŽŶĞǆƚŝŶĐŝſŶŽŶĚƵůĂŶƚĞ͘DŝĐƌŽĐƵĂƌǌŽĚĞ. DŝĐĂ. ƐĞŐƵŶĚĂŐĞŶĞƌĂĐŝſŶ͕ƵŶŝŽŶĞƐĚĞŐƌĂŶŽƐĂďŝĞƌƚĂƐ͕. ĞƐƋƵŝƐƚŽƐ. ŵŝŶĞƌĂůĞƐĨĞůĚĞƐƉĄƚŝĐŽƐǇŵŝĐĄĐĞŽƐĂůƚĞƌĂĚŽƐ ƵĂƌǌŽƐĂƐŽĐŝĂĚŽƐĂƵŶĐĞŵĞŶƚŽĐƵĂƌǌŽƐŽǇŽƉĂůŝŶŽ. ŵĞƚĂŵſƌĨŝĐĂƐ ƵĂƌĐŝƚĂ. WƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞŵŝĐƌŽĐƵĂƌǌŽĚĞƐĞŐƵŶĚĂŐĞŶĞƌĂĐŝſŶ. ŽƌŶĞĂŶĂ. WƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞĨŝůŽƐŝůŝĐĂƚŽƐǇĚĞĐƵĂƌǌŽĐŽŶĞǆƚŝŶĐŝſŶ ŽŶĚƵůĂŶƚĞ. 'ƌĞƐ. ĞŵĞŶƚŽƐŝůşĐĞŽŵĂůĐƌŝƐƚĂůŝǌĂĚŽ͕ƵŶŝŽŶĞƐĚĞƉĂƌƚşĐƵůĂƐ. ƵĂƌĐŝƚĂ. ĂůĂƌŐĂĚĂƐ. 'ƌĂƵǀĂĐĂ. ZŽĐĂƐ. ^ŝůƚŝƚĂ. DŝŶĞƌĂůĞƐfilíticos asociados. ƐƋƵŝƐƚŽ. WƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞſƉĂůŽĚĞĐƵĂƌǌŽŵŝĐƌŽĐƌŝƐƚĂůŝŶŽ. ĐƵĂƌǌŽƐŽ. ƐĞĚŝŵĞŶƚĂƌŝĂƐ ^şůĞǆ. WƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞĐĂůĐĞĚŽŶŝĂǇſƉĂůŽ. ĂůŝǌĂ ĂůŝǌĂ. WƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞƐşůŝĐĞĚĞƚŝƉŽſƉĂůŽĞŶŵŝĐƌŽŶſĚƵůŽƐŽ ĚŝƐƚƌŝďƵŝĚĂƐĞŶƌĞĚ͕ĂƐŽĐŝĂĚĂŽŶŽĐŽŶƐƵůĨƵƌŽƐ. ĚŽůŽŵşƚŝĐĂ ƐĞĚŝŵĞŶƚĂƌŝŽƐǇĨŝůŝƚĂƐ. ŽůŽŵŝƚĂ .

(25) 23 3.3.1.2 ENSAYOS COMPLEMETARIOS PARA LA REACCIÓN ÁRIDO-ÁLCALI Para la evaluación de la reacción además de los ensayos exigidos por la EHE-08, se podrán someter a los áridos a otros ensayos normalizados que dan una medida directa de la reactividad expansiva, como son: − UNE 146507-1 EX:1999: Determinación de la reactividad potencial de los áridos. Método químico[26] Este ensayo consiste en atacar la fracción granulométrica comprendida entre 1 y 0,315 mm de árido con una disolución de NaOH 1 N a 80ºC, introduciendo ambos en un autoclave. Posteriormente se analiza en el filtrado, después de 24h, 48 h y 72 horas, las concentraciones de sílice disuelta y de sodio, mediante la técnica de plasma de acoplamiento inducido . Con los resultados de la determinación de sílice y óxido de sodio, se procede al cálculo de la relación molar SiO2/Na2O para los ensayos de las diferentes edades y se determina el valor medio de los tres valores. Los valores obtenidos para cada edad se representan en el gráfico de la figura 1, que corresponde a la variación de dicha relación en función del tiempo. La calificación de los áridos se realiza de acuerdo con la zona en la que se encuentre la relación SiO2/Na2O con el tiempo en la siguiente figura:. 9 Zona A: árido no reactivo 9 Zona B: árido potencialmente reactivo 9 Zona C: árido potencialmente reactivo con efecto pésimo.

(26) 24 . Figura 1: Reactividad álcali-sílice y álcali-carbonato. Fuente: UNE 146507-1 EX. − ASTM C227:2010: Método de ensayo de barras de mortero [27] Este ensayo es el método más utilizado para calificar el comportamiento de un árido e indicar su potencial reactividad frente a los álcalis del cemento. Este método considerado como un método de referencia no solo evalúa los áridos sino que evalúa también las combinaciones particulares del cemento y los áridos. Se utilizan probetas de mortero de dimensiones 2,5 x 2,5 x 28,5 cm y se conservan como mínimo 6 meses en una cámara a 100% de humedad y 38ºC de temperatura. El ensayo consiste en medir el cambio de longitud de las probetas de mortero mediante medidas periódicas. El cálculo de la expansión se realiza mediante la expresión:.

(27) 25 ο‫ܮ‬ଵ ൌ . ‫ܮ‬ଵ௜ െ ‫ܮ‬଴௜ ‫ܮ‬଴. Donde: ο‫ܮ‬ଵ es la variación de longitud de la probeta 1 ‫ܮ‬ଵ௜ es la longitud de la probeta 1 en un tiempo i ‫ܮ‬଴ଵ es la longitud inicial de la probeta 1 ‫ܮ‬଴ es la variación de longitud de referencia de la probeta El límite para considerar el árido como potencialmente reactivo es:. o A 3 meses ĺ expansión 0,05% o A 6 meses ĺ expansión 0,10%. 3.4. OTRAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS. Con el objeto de profundizar en la caracterización del árido se pueden utilizar técnicas instrumentales que complementen a los ensayos marcados por la Instrucción EHE-08 y el marcado CE. Según Menéndez E. [28, 29] las técnicas instrumentales son una herramienta imprescindible para la evaluación de la durabilidad de estructuras de hormigón, ya que nos permite caracterizar físico-químicamente los materiales y establecer el grado de degradación de las estructuras mediante el estudio de los datos obtenidos por su caracterización. Para realizar la caracterización físico-química se utilizarán las siguientes técnicas instrumentales:.

(28) 26 -. Difracción de rayos X (DRX). Mediante esta técnica se determinará los compuestos cristalinos mayoritarios presentes en la muestra. Está basada en las interferencias ópticas que se producen cuando una radiación monocromática atraviesa una rendija de espesor comparable a la longitud de onda de la radiación. Al ser irradiados sobre la muestra a analizar, los rayos X se difractan con ángulos que dependen de las distancias interatómicas. La muestra se muele y tamiza hasta un tamaño de grano determinado y posteriormente se analiza mediante un difractómetro, obteniéndose un espectro con los principales compuestos cristalinos de la muestra.. -. Fluorescencia de rayos X (FRX). Esta técnica nos proporciona el análisis químico elemental de la muestra mediante la emisión secundaria o fluorescente de radiación X generada al excitar una muestra con una fuente de radiación X. La muestra se muele y tamiza hasta un tamaño de grano determinado y junto con cera moldeadora de fijación se prensa en una cápsula de aluminio. Posteriormente la cápsula obtenida se introduce en un espectrómetro de rayos X y se analiza obteniéndose las concentraciones de los iones analizados en la muestra.. -. Plasma de acoplamiento inductivo (ICP). Es una técnica que permite determinar de forma cuantitativa los iones solubles principales presentes en la muestra soluble. Las muestras se someten a un campo magnético oscilante donde los átomos presentes en la muestra son ionizados. Éstos emiten radiaciones de una longitud de onda que es característica de cada elemento y que será medida mediante un detector que proporcionará las diferentes intensidades..

(29) 27 Las muestras se muelen hasta obtener un tamaño de grano determinado y se sumergen en agua ultrapura en relación líquido:sólido de 2:1. Tras 48 horas en contacto con el agua ultrapura la muestra sólida se filtra y será analiza mediante un equipo de emisión por plasma de acoplamiento inductivo. -. Porosimetría por intrusión de mercurio. Es una técnica indirecta que permite obtener la distribución de tamaño de poros y la porosidad total de la muestra. Consiste en inyectar mercurio a presión y registrar el volumen de mercurio absorbido por la muestra. Este volumen indica, para cada intervalo de presión considerado, el volumen de poros de la muestra y la distribución de tamaños de poros. Las muestras se cortan hasta un tamaño determinado y se analizan mediante un equipo de porosimetría de mercurio.. Otra forma de complementar los requisitos que deben cumplir los áridos para hormigón es la caracterización microestructural mediante la microscopía electrónica. Esta técnica permite analizar la distribución de fases y las características de éstas mediante la observación de la muestra embutida en resina, cortada hasta el tamaño adecuado y pulida para obtener una superficie lisa de observación. Para ello se utilizará un microscopio electrónico de retrodispersados combinado con microanálisis de energías dispersivas (BSE-EDX) que nos permitirá obtener mapas o espectros de composición elemental asociada con las imágenes o microestructuras asociadas..

(30) 28 . 4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. A continuación se recoge la caracterización de los áridos de origen granítico extraídos de la cantera mediante los ensayos descritos en el apartado 3.2 que forman parte del marcado CE exigido a los áridos y de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08. Se analizará con especial importancia la reacción árido-álcali relacionada con la durabilidad mencionada en el apartado 3.3.1. De igual forma se realizará la caracterización complementaria mediante las diferentes técnicas instrumentales recogidas en el apartado 3.4.. 4.1. CARACTERÍSTICAS DEL ÁRIDO GRANÍTICO SEGÚN LA EHE-08 Y EL MARCADO CE. En este apartado se recogen los ensayos necesarios para el cumplimiento de los requisitos geométricos, físico-mecánicos y químicos por parte de los áridos que exigen la Instrucción de Hormigón Estructural y el marcado CE.. 4.1.1. REQUISITOS GEOMÉTRICOS. 4.1.1.1 DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE LAJAS El ensayo del índice de lajas consiste en dos operaciones de tamizado. En el primer tamizado se divide la muestra en fracciones granulométricas mediante tamices de ensayo. Posteriormente cada fracción granulométrica se criba empleando su correspondiente tamiz de barras. En la tabla 2 se recogen las diferentes fracciones granulométricas y la anchura de las ranuras del tamiz de barras..

(31) 29 Tabla 2. Fracciones granulométricas y anchuras de ranura. Fracción granulométrica Anchura de las ranura del tamiz (mm). de barras (mm). 25/31,5. 16. 20/25. 12,5. 16/20. 10. 12,5/16. 8. 10/12,5. 6,3. 8/10. 5. 6,3/8. 4. 5/6,3. 3,15. 4/5. 2,5. El índice de lajas global (IL) se calcula mediante la fórmula: ‫ ܮܫ‬ൌ. ‫ܯ‬ଶ ‫ͲͲͳݔ‬ ‫ܯ‬ଵ. Donde M1. es la suma de la masa (gr) de las fracciones granulométricas. M2. es la suma de las masas (gr) de las partículas que pasan por los tamices de barras correspondientes a cada fracción granulométrica. El índice de lajas (IL) obtenido de los áridos graníticos es de 17%. ‫ ܮܫ‬ൌ ͳ͹Ψ. Como el valor es menor al límite exigido por la EHE-08 y el marcado CE cumple este requisito geométrico..

(32) 30 4.1.2. REQUISITOS FÍSICO-MECÁNICOS. 4.1.2.1 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FRAGMENTACIÓN Consiste en someter a una muestra representativa de árido a una degradación por impacto en el interior de un tambor giratorio junto con unas bolas de acero que impactarán el árido. Tras un número determinado de vueltas se determina la cantidad de material retenido por el tamiz de 1,6mm. Con esta cantidad retenida se calculará el coeficiente de los Ángeles. El coeficiente de los Ángeles viene determinado por la siguiente expresión: LA =. ହ଴଴଴ି௠ ହ଴. Donde m es la masa (gr) retenida por el tamiz de 1,6mm. El valor obtenido del coeficiente de los Ángeles tras dicho ensayo para el árido granítico es 20. ‫ ܣܮ‬ൌ ʹͲ. Como se trata de un valor inferior a 40 que es el límite marcado por la EHE-08 e inferior al límite propuesto por el marcado CE, que lo sitúa en 50, el árido cumple con la normativa.. 4.1.2.2 DETERMINACIÓN DE LA ABSORCIÓN DE AGUA Este ensayo consiste en determinar el coeficiente de absorción de la muestra entendido como el porcentaje máximo que absorbe el agua con respecto al peso en seco del mismo. Viene dado por la expresión:.

(33) 31 ܹ‫ ܣ‬ൌ . ሺ‫ܯ‬ଵ െ ‫ܯ‬ଶ ሻ‫ͲͲͳݔ‬ ‫ܯ‬ସ. Donde:. M1 es la masa (gr) del árido saturado, con la superficie seca, pesada al aire M4 es la masa (gr) de la muestra de ensayo secada en estufa, pesada al aire. Se sometieron a dicho ensayo una muestra representativa de cada uno de los sondeos extraídos de la cantera. Tras realizar el promedio se obtuvo el siguiente valor:. ܹ‫ ܣ‬ൌ Ͳǡ͹͵Ψ. Según la Instrucción EHE-08 la absorción de agua para los áridos para hormigón debe ser menor del 5%, por lo el árido granítico objeto de estudio cumple con los límites marcados por la instrucción, al obtenerse un valor del 0,73%.. 4.1.2.3 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA HIELO-DESHIELO El ensayo consiste en someter a la muestra de ensayo de un único tamaño de partícula a diez ciclos de hielo y deshielo. Se enfrían las muestras en agua sumergida a -17,5º, sometiéndolas a la acción de la congelación y a continuación se dejan deshelar en un baño de agua a 20ºC. Para la realización del ensayo se emplean tres probetas que se obtienen según la norma EN 932-2:1999 [30]..

(34) 32 Tras someter a las probetas a los diez ciclos de hielo y deshielo, se vierte el contenido de cada probeta en un tamiz de ensayo y se seca el rechazo hasta masa constante, pesando la masa obtenida como porcentaje de masa de las probetas mezcladas. El resultado del ensayo de hielo y deshielo F se obtiene según la expresión:. ‫ ܨ‬ൌ. ‫ܯ‬ଵ െ ‫ܯ‬ଶ ‫ͲͲͳݔ‬ ‫ܯ‬ଵ. Donde: M1 es la masa (gr) inicial total en seco de las probetas M2 es la masa (gr) final total en seco de las probetas que ha sido retenida sobre el tamiz F es el porcentaje de pérdida de masa de las probetas de ensayo tras los ciclos de hielo y deshielo Tras la realización del ensayo el árido granítico se obtuvo una pérdida de masa del 1,2% para la resistencia a los ciclos de hielo y deshielo. ‫ ܨ‬ൌ ͳǡʹ% El marcado CE recoge un valor máximo de 4% de pérdida de masa por lo cumple la normativa.. 4.1.3. REQUISITOS FÍSICO-QUÍMICOS. 4.1.3.1 DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE CLORUROS Este ensayo consiste en determinar el contenido de cloruros de la muestra en una disolución al atacar la misma con ácido nítrico diluido..

(35) 33 El contenido en iones cloruro (C) se expresa como porcentaje respecto a la masa del árido y se calcula mediante la expresión: C = 0,003546 W ( ܸହ െ ሺͳͲ‫ ଺ܸ ்ܥ‬ሻሻ Donde: V5 es el volumen (ml) de la disolución de nitrato de plata V6 es el volumen (ml) añadido de la disolución patrón CT es la concentración (mol/l) de la disolución patrón W es la relación (gr/gr) agua/árido El contenido de cloruros del árido granítico tras la realización del ensayo es de 0,012%.. ‫ ܥ‬ൌ ͲǡͲͳʹΨ. Como se trata de un valor inferior al exigido por la EHE-08 cumple la normativa.. 4.1.3.2 DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE SULFATOS SOLUBLES Los sulfatos solubles se extraen mediante una disolución de ácido clorhídrico diluido. El contenido en iones sulfato se determina por gravimetría y se expresa como porcentaje en masa de árido. El contenido en sulfatos solubles en ácido del árido expresado como porcentaje de SO3 se calcula según la expresión: SO3 =. ெభ ெమ.

(36) 34 Donde: m1 es la masa (gr) del precipitado m2 es la masa (gr) de la muestra de ensayo. El resultado obtenido es: ܱܵଷ ൌ ͲǡͲʹ%. El valor de los sulfatos solubles en la muestra analizada de árido granítico se sitúa en 0,02% por lo que al encontrarse por debajo del límite establecido por la EHE-08 es un árido apto que cumple la normativa.. 4.1.3.3 DETERMINACIÓN DE LOS COMPUESTOS TOTALES DE AZUFRE El ensayo consiste en tratar al árido con peróxido de hidrógeno y ácido clorhídrico para transformar todos los compuestos de azufre en sulfatos. Todos los sulfatos precipitan en forma de BaSO4 y posteriormente se pesa. El contenido en azufre se expresa en porcentaje en masa de árido y se calcula mediante la expresión: ெ. S = ெభ ͳ͵ǡ͹Ͷ మ. Donde: M1 es la masa (gr) del precipitado M2 es la masa (gr) de la porción de ensayo.

(37) 35 Tras realizar el ensayo el árido granítico proporciona un valor de 0,072% en contenido de azufre.. ܱܵସ ൌ ͲǡͲ͹ʹ%. Como se encuentra por debajo del límite establecido por la EHE-08 cumple la normativa.. 4.2. CARACTERÍSTICAS RELACIONADAS CON LA DURABILIDAD. A continuación se recogen las características relacionadas con la durabilidad mencionadas en el apartado 3.3.1.. 4.2.1. DETERMINACIÓN DE LA PETROGRAFÍA DEL ÁRIDO. El estudio petrográfico se aborda mediante microscopía óptica de transmisión o de luz transmitida donde ésta atraviesa la lámina delgada de la muestra permitiendo observar la estructura cristalina de la misma. El objetivo de la petrografía es determinar las especies minerales y las propiedades macroscópicas como granulometría, textura, fracturas así como las interfases árido-pasta. Las muestras se cortan con un tamaño aproximado de 4x2x1 cm (largo x ancho x alto). Se colocan en un molde y se cubre con resina plástica líquida, aplicándole vacio. Una vez endurecida la resina formando un bloque compacto, se corta mediante técnicas petrográficas y mineralógicas de corte con sierra de borde de diamante, puliéndolas hasta obtener una superficie completamente plana, pegándola en un portaobjetos de cristal. Para la realización de la petrografía de los áridos se tomaron cinco muestras obteniéndose cinco láminas delgadas para la observación bajo el microscopio electrónico..

(38) 36 Tras analizar las muestras mediante microscopía óptica por luz natural y polarizada se concluyó que se trata de una Granodiorita, apreciándose los siguientes minerales:. •. Minerales esenciales o mayoritarios o Cuarzo o Feldespatos potásicos tipo ortoclasa y anortoclasa y plagioclasas tipo albita o Micas tipo biotita y moscovita. •. Minerales accesorios o Cloritas o Illitas o Sericitas o Apatito o Circón. •. Minerales accesorios o Opacos tipo pirita, pirrotina y calcopirita. En el Anexo B se recoge un análisis mas detallado de las láminas delgadas analizadas. Como conclusión se puede afirmar que esta roca tiene un alta susceptibilidad de reaccionar con los álcalis del hormigón, siendo previsible que parte de los álcalis procedan del propio árido. Esto es debido a la abundante presencia de cuarzos con extinción ondulante que hace que la roca sea potencialmente porteadora de grupos xilosanos. Por otro lado, la presencia de minerales como piritas, pirrotinas o calcopiritas con contenidos en sulfuros, sean susceptibles a la reactivación de los aluminatos debido a su dispersión dentro del material. De esta forma se pueden convertir en una fuente potencial de desarrollos de etringita de forma puntual..

(39) 37 4.2.2. DETERMINACIÓN DE LA REACTIVIDAD ÁLCALI-SÍLICE Y ÁLCALICARBONATO. De la petrografía se deduce que el árido es susceptible de presentar reactividad álcali-sílice al detectarse la presencia de cuarzos de extinción ondulante. Por esta razón de realizará el ensayo descrito en la norma UNE 146508 EX basado en la norma ASTM C 1260. Se utilizan probetas de mortero con dimensiones 2,5 cm x 2,5 cm x 28,5 cm. Las cuales se sumergen en una disolución 1N de sosa a 80ºC, realizándose medidas de expansión periódicamente durante el periodo de ensayo. Los morteros se amasan de acuerdo a lo indicado en la norma ASTM C 1260, utilizando cemento tipo CEM I-42,5 R, y como árido una muestra representativa de mezcla de todos las muestras, con la granulometría que se indica en la tabla 3 y utilizando la dosificación que se indica en la tabla 4. Tabla 3. Granulometría del árido. . Granulometría. Porcentaje (%). 5-2,5 mm. 10. 2,5-1,25 mm. 15. 1,25-0,630 mm. 15. 0,630-0,315 mm. 15. 0,315-0,160 mm. 25.

(40) 38 Tabla 4. Dosificación utilizada. Relación árido/cemento 2,25:1 Relación agua/cemento. 0,47. La calificación, en cuanto a la reactividad potencial de los áridos, se realiza de acuerdo con el criterio que se recoge en la tabla 5.. Tabla 5. Calificación de los áridos según ASTM C 1260. Fuente: ASTM C 1260. Edad. Expansión (%). Clasificación. 14 días. <0,10. No reactivo. 14 días. 0,20. Potencialmente reactivo Dudoso continuar el ensayo. Entre 14 y 28 días. 0,20>Exp>0,10% hasta los 28 días. 28 días. 0,20. Potencialmente reactivo. Se establece un tiempo de ensayo de 14 días, obteniendo un valor de expansión cercano al límite para considerar un árido no reactivo o potencialmente reactivo, por lo que se amplía el tiempo de ensayo a 28 días obteniéndose un valor de expansión muy cercano al límite que establece la norma pudiéndose clasificar como árido de expansión lenta. Estas observaciones se recogen en la figura 2..

(41) 39 . 0,8 % Expansíon S.E (MEDIA) % Expansíon S.E (I) % Expansíon S.E (II). 0,7. % Expansión. 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0. 0. 2. 4. 6. 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Edad (días). Figura 2: Evolución de la expansión observada a 28 días. Como conclusión podemos decir que se observa que el árido granítico objeto de estudio es potencialmente reactivo en el límite. Se recomienda tomar ciertas precauciones ya que con el paso de tiempo podría considerarse reactivo, pudiendo prolongar el ensayo para comprobar el comportamiento del mortero a largo plazo, así como para obtener su expansión máxima.. 4.2.3. DETERMINACIÓN DE LA REACTIVIDAD MEDIANTE EL MÉTODO QUÍMICO. Se realiza el ensayo en el tiempo que establece la norma a 24, 48 y 72 horas, obteniendo los valores situados por debajo del límite establecido en la norma por lo que se considera que el árido no es reactivo, como se aprecia en la figura 3..

(42) 40 . Figura 3: Relación SiO2/Na2O frente al tiempo. Este ensayo no es apropiado para áridos de reacción lenta como, en general son los áridos graníticos. Debido, entre otras, a estas limitaciones, en la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 no se incluye el ensayo descrito en la norma UNE-EN 146507-1 EX como prescriptivo para descartar la reactividad árido-álcali. 4.2.4. MÉTODO DE ENSAYO DE BARRAS DE MORTERO. Se utilizan probetas de mortero con dimensiones 2,5 cm x 2,5 cm x 28,5 cm. Las probetas se mantienen en una cámara con una temperatura de 38ºC y 100% de humedad relativa realizándose medidas periódicas de la expansión producida. Los morteros se amasan de acuerdo a lo indicado en la norma ASTM C 227, utilizando cemento tipo CEM I-42,5 R, y como árido una muestra representativa de mezcla de todas las.

(43) 41 muestras, con la granulometría que se indica en la tabla 6 y utilizando la dosificación que se indica en la tabla 7. Tabla 6. Granulometría del árido. Granulometría. Porcentaje (%). 5-2,5 mm. 10. 2,5-1,25 mm. 15. 1,25-0,630 mm. 15. 0,630-0,315 mm. 15. 0,315-0,160 mm. 25. Tabla 7. Dosificación utilizada. . Relación árido/cemento 2,25:1 Relación agua/cemento. 0,47. El límite para considerar el árido como potencialmente reactivo se indica en la tabla 8. Tabla 8. Límite para considerar el árido como potencialmente reactivo. Fuente: ASTM C 227. Tiempo de medida Expansión (%) 3 meses. 0,05. 6 meses. 0,10. Se establece un tiempo de ensayo de 3 meses obteniendo un valor de la expansión medio menor al límite de expansión establecido en la norma ASTM C227, considerándose al árido como no reactivo. Se amplía el tiempo de ensayo a 6 meses obteniendo un valor medio por.

(44) 42 encima del límite establecido para seis meses establecido en 0,1%, considerando al árido como potencialmente reactivo.. En la figura 4 se observan los resultados de la expansión obtenidos hasta 6 meses de tiempo de ensayo.. 1,0 % Expansíon S.E (MEDIA) % Expansíon S.E (I) % Expansíon S.E (II) % Expansíon S.E (III). 0,8. 0,6. % Expansión. 0,4. 0,2. 0,0. -0,2 0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. 160. 180. Edad (días). Figura 4: Evolución de la expansión observada a 180 días. Se considera que el ensayo ASTM C 227 presenta condiciones de ensayo más próximas a la realidad ya que son menos agresivas que las condiciones que proponen ensayos como el UNE 146508-EX, basado en la norma ASTM C 1260. Tras observar que tras los 6 meses de ensayo el porcentaje de expansión supera el límite establecido por la norma, se decide ampliar el.

(45) 43 tiempo de ensayo para comprobar el comportamiento del mortero a largo plazo, así como para obtener su expansión máxima. En la figura 5 se observan los resultados de la expansión obtenidos hasta 650 días de tiempo de ensayo. En el mismo se observa que tras 250 días la expansión máxima observada se encuentra entorno al 0,25%.. 1,0 % Expansíon S.E (MEDIA) % Expansíon S.E (I) % Expansíon S.E (II) % Expansíon S.E (III). 0,8. 0,6. % Expansión. 0,4. 0,2. 0,0. -0,2 0. 100. 200. 300. 400. 500. Edad (días). Figura 5: Evolución de la expansión observada a 650 días ͘. 600.

(46) 44 4.3. OTRAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS. A continuación se recogen las características complementarias mencionadas en el apartado 3.4 mediante técnicas instrumentales para ampliar la caracterización físico-química así como la caracterización microestructural. 4.3.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA ELEMENTAL. Mediante la técnica de fluorescencia de rayos X se obtiene un análisis químico elemental. La muestra se muele y tamiza hasta obtener un tamaño de grano menor de 80µm. Posteriormente, la muestra en polvo se mezcla con cera moldeadora de fijación. Esta mezcla se coloca en una cápsula de aluminio sobre un soporte de ácido bórico y se prensa a 25 toneladas. La pastilla obtenida se introduce en el equipo para su análisis. En la tabla 9 se recoge la media de las concentraciones de los iones analizados expresados en su óxido más estable, de las cinco muestras analizadas junto con los valores máximo y mínimo respectivamente. Con los valores de Na2O y K2O se puede obtener el porcentaje de sodio equivalente Na2Oeq que representa el contenido en álcalis que influyen en la reacción árido-álcali. En este caso el porcentaje de sodio equivalente obtenido del ensayo de fluorescencia de rayos X tiene un valor del 5,70%. Por otro lado, el contenido en sulfatos presentes en la muestra también es importante ya que localmente puede formarse ettringita y producir expansión. El contenido en sulfatos en la muestra analizada del árido granítico tiene un valor de 0,072%..

(47) 45 . Tabla 9. Análisis de FRX de las muestras. Valor. Valor. Composición. Compuesto máximo mínimo. media. SiO2 (%). 60,63. 54,89. 58,27. Al2O3 (%). 12,74. 11,67. 12,25. K2O (%). 4,54. 4,27. 4,43. Na2O (%). 3,06. 2,48. 2,79. Fe2O3 (%). 1,32. 1,00. 1,13. CaO (%). 0,76. 0,58. 0,64. P2O5 (%). 0,51. 0,36. 0,41. MgO (%). 0,30. 0,21. 0,25. SO3 (%). 0,23. 0,02. 0,06. TiO2 (%). 0,24. 0,14. 0,17. Rb2O (%). 0,04. 0,03. 0,04. Cr2O3 (%). 0,03. 0,02. 0,02. MnO (%). 0,02. 0,01. 0,02. ZnO (ppm). 97. 0,01. 51,01. ZrO2 (ppm). 81. 0,01. 58,60. As2O3 (ppm). 76. 31. 27,80. SrO (ppm). 50. 42. 48,20. Ga2O3 (ppm). 34. 30. 12,80. Perdida al fuego (%). 0,94. 0,71. 0,82.

(48) 46 4.3.2. COMPUESTOS CRISTALINOS MAYORITARIOS. Mediante técnica de difracción de rayos X se determinan los compuestos cristalinos mayoritarios. La muestra se muele y tamiza hasta obtener un tamaño de grano menor de 80µm. En la tabla 10 se recogen los principales compuestos cristalinos, mayoritarios y minoritarios, de la muestra representativa analizada.. Tabla 10. Compuestos cristalinos identificados en las muestras. Composición cristalina Cuarzo Mayoritario. Feldespato Mica Clorita Illita Sercita. Minoritario Apatito Rutilo Circón. A continuación se recoge el espectro de DRX de la muestra representativa ensayada en la figura 6..

(49) 47 . Figura 6: Espectro de DRX. Si relacionamos los compuestos cristalinos mayoritarios presentes en la muestra de árido granítico con la tabla 1 del presente documento se puede apreciar la presencia de rocas y minerales susceptibles de producir expansión. Se trata de una granodiorita, como se desprende del análisis petrográfico, con cuarzo en su composición que presenta extinción ondulante, encuadrándose dentro de los minerales sensibles en medio alcalino.. 4.3.3. ANÁLISIS MICROESTRUCTURAL. Se analizan microestructuralmente cinco muestras mediante un microscopio electrónico. Las muestras cortadas a un tamaño de 2x2x2 cm se embuten en resina de baja viscosidad. Posteriormente se cortan y se pulen hasta obtener una superficie lisa de observación..

(50) 48 En ellas se observa la presencia de cuarzo y plagioclasas sódicas asociadas tipo albita (ya que no aparece Ca2+). En la figura 7 se aprecia la presencia de albita, ya que destacan el Na y el Al en el mapa de composición asociado. Así mismo se aprecia gran cantidad de Si que corresponde al cuarzo.. Figura 7: Presencia de albita y cuarzo y apatito como mineral accesorio. Por otro lado, se observan minerales accesorios, como el circón y el apatito, así como la presencia de sulfuros diseminados, entre los que cabe destacar la pirita. En la figuras 7 y 8 se aprecia la presencia del apatito mientras que en la figura 8 pueden observarse una dispersión de “picos de pirita” baja y distribuida homogéneamente como se puede apreciar en el mapa de composición elemental asociado..

(51) 49 . Figura 8: Presencia de apatitos como minerales accesorios. En cuanto a las fases de las micas se observan, tanto biotitas (con la presencia de cationes de Fe2+ y Mg2+) y moscovitas, en las que aparece como catión el K+. En la figura 9 se aprecia con los elementos K, Fe y Mg que se observa en el mapa de composición elemental asociado la presencia de micas biotíticas y moscovíticas. Asi mismo se puede observar mediante los elementos P, Ca y Zr la presencia de zircón como mineral accesorio.. Figura 9: Presencia de cuarzo y plagioclasas, micas biotíticas y moscovíticas.